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时间:2019-05-30 19:50

智能家居网络家庭技术发展趋势

  信息和通信技术的飞速发展正在不断改变人们的生活,信息化和数字化越来越成为社会各个领域的大势所趋。数字家庭概念应运而生,电信、家电、IT等行业对数字家庭有着各自的解读。对电信运营商来讲,数字家庭是将公共网络和信息服务以家庭网关为连接点延伸到家庭,并通过家庭网络连接各种信息终端,为家庭提供集成的通信、娱乐、家电控制、安全防范、家居管理和信息服务等功能。数字家庭领域涉及的技术非常复杂,主要包括:联网技术、家庭网关技术、设备自动发现技术、远程管理技术。

  联网技术

  家庭联网技术解决家庭内部多种终端之间的物理互联。由于家庭环境的多样性和复杂性,联网技术一直是数字家庭中非常活跃的技术领域,随着以IPTV业务为代表的多媒体业务和应用在家庭的普及,对互联技术在带宽性能、QoS保证以及使用便捷上提出了更高的要求。目前在数字家庭组网中常见的互联技术主要有以太网、HomePNA、MoCA、PLC、WiFi等。

  以太网技术在目前的网络世界里是一个非常普及的连接技术,可以提供从10M到100M甚至千兆的传输带宽。以太网上基于802.1p的QoS机制相对比较简单,通过家庭网关的配合可以满足语音、视频、数据多种信息流的QoS要求。以太网技术在目前的家庭设备互联中是最简单也是最普及的,但由于以太网对家庭布线有较高的要求,而且不具备移动性,所以在很多应用上受到相当的限制。

  HomePNA是一种基于电话线传输的家庭互联技术,通过在双绞线上调制信号承载数据提供基于电话线的联网技术,HomePNA3.0提供了对同轴电缆的支持,2005年被ITU标准化为G.9954。目前最新的标准HomePNA3.1理论最高速率达到320Mbps,支持同步、异步两种MAC机制,使用同步MAC可以获得更好的QoS保证。总得来说,HomePNA技术能最大可能重用家庭内部已有的布线系统来提供设备互联,大大减少了布线改造。HomePNA技术被AT&T采纳用于作为其家庭网络解决方案的主要互联机制。但作为一种有线技术,除了线缆的局限性外,还存在一些缺陷:传输延时大,在同轴线上与VDSL、数字电视的频段存在冲突等。

  MoCA是一种与HomePNA类似的技术,采用同轴电缆作为传输介质,能提供理论最大270Mbps的带宽。MoCA最大的问题在于目前还没有标准化,支持它的芯片厂家很少,从而也造成成本高、缺乏互通等问题。

  相对以上三种有线技术,由家庭插座(HomePlug)联盟组织主导的基于电力线的传输PLC技术是一种布线更加便捷的互联技术。PLC采用类似以太网的传输机制,提供200Mbps的物理带宽,并且专门考虑AV高带宽、低时延的要求,目前影响PLC普及的主要因素有:电力线上的干扰问题、用户间隔离以及成本。

  HomePNA、MoCA、PLC三种有线技术在MAC/PHY层各不相同,为了统一家庭互联技术,ITU-TQ4/15开始研究G.hn,宗旨是为家庭网络制定单一、统一的互联技术标准,这种技术保证家庭网络所有的有线传输介质可以互通。G.hn技术规范基于有线介质的PHY技术、统一MAC技术。支持G.hn的芯片可以在不同的有线传输介质上传输信号,使采用同轴电缆、电话线或电力线传输的数据速率从50Mbps提高到超过700Mbps,将主要应用于家庭网络高速数据、视频等的传输。

  相对于有线技术,WLAN以其移动性和便捷性受到各方的青睐,尤其是基于OFMA和MIMO技术的802.11n的出现使之成为大众所期望的终极互联技术。(智能家居)经过多年的技术讨论802.11n的draft4.0已经通过,正式标准预计会在2009年最终定稿,困扰11n的标准问题和互通问题也有望得到彻底解决。802.11n技术能带来高达600Mbps的理论带宽以及更高的无线覆盖能力,使得无线承载多媒体应用,尤其是视频媒体成为可能。当然作为一种无线技术,在家庭应用时受限于功率以及家庭建筑的影响,仍然不可避免地存在覆盖